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Recherchen zu einem DIY electric Surfboard

Am Anfang eines jeden Projektes steht eine ordentliche Recherche. 😀 Während meines aktuellen Ostseeurlaubes kam die Inspiration, ein elektrisches Surfbord zu bauen. Es muss doch richtig cool sein, auf einer „ewigen Welle“ über das Wasser zu surfen. Außerdem (hoffe ich), dass man mit e Surfboards auf fast allen Gewässern fahren darf. Ich habe gehört, dass man „nur“ einen Sportbootführerschein benötigt um eSurfboards fahren zu dürfen. Bei e Longboards ist das Fahrvergnügen in Deutschland ja ziemlich eingeschränkt (nur auf Privatgelände). Fertige e Surfboards fangen bei 4.000 EUR an und gehen gerne auch über 10.000 EUR. Das ist m.E. viel zu teuer. So viel schwieriger als ein eLongboard kann doch der Bau eines eSurfboards gar nicht sein. 😀

Aber Spaß beiseite. Das ein electric Surfbord ein ganz anderer „Schnack“ ist, wurde mir bei meinen Recherchen sehr schnell klar. Die Jungs bei „Endless-Sphere“ haben sich den Wolf diskutiert von 3d gedruckten Jet Antrieben über gebrauchte Jetski Antriebe bis hin zu Schiffsschrauben (geht m.E. gar nicht). Und einige sind mitten in der Diskussion wieder ausgestiegen und haben ihr Projekt fallen gelassen. Hier der gesamte Thread:

https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=39&t=41960&start=150

Alleine die Frage, welchen Antrieb man nutzt und wie man Motor und Elektronik wasserdicht im Surfboard unterbringt ist für einen maritimen Neuling schon eine nicht triviale. Klar ist für mich aber, dass nur ein „Jet Antrieb“ für mein Surfboard in Frage kommt. Freiliegende Schiffsschrauben haben an einem Surfbrett nichts verloren. Ich habe eine Ewigkeit nach passenden Jet Antrieben gesucht, bis ich dann auf die Firma MHZ gestoßen bin, die extrem vielversprechende Komponenten anbietet. Die Motoren und Speedcontroller scheinen dabei absolut High End zu sein und sind leider dementsprechend teuer. Zwei der etwas kleineren Jets lassen sich evtl. mit Hobbyking Elektronik betreiben. Das könnte erheblich Geld sparen und trotzdem knapp 12.000 Watt Leistung auf’s Wasser bringen (soll bis 35 km/h Speed auf dem Wasser reichen). Schneller wollte ich eigentlich erst mal auch gar nicht werden. 😀

https:///www.mhz-watercraft.com

Sehr gut geeigneter Jet Antrieb für Surfboards im Set mit dem passenden Motor:
https://www.mhz-watercraft.com/jets/497/jet-64-fuer-elektrosurfboards-max.-12-kw?c=109

High Performance ESC (leider sau teuer):
https://www.mhz-watercraft.com/zubehoer/512/mgm-tmm-40063-3-x2-series-pro-esc-500a-fuer-jet-64-jet-80?c=113

Etwas kleinere Variante des 64er Jets, wenn man davon zwei nimmt, dann kann man die Dimensionen der Motoren und Speedcontroller vielleicht auf „Hobbyking Niveau“ halten und erheblich Geld sparen:
https://www.mhz-watercraft.com/jets/496/jet-58-booster-fuer-elektro-surfbrett-max.-6-kw?c=109

Leistungsstarker Schiffsmotor von Hobbyking mit Wasserkühlung, die sich ggfs. mit den etwas kleineren Jets kombinieren lassen:
https://hobbyking.com/de_de/turnigy-aquastar-t20-3t-730kv-1280kv-water-cooled-brushless-motor.html?countrycode=DE&gclid=COHD1YiM0tUCFU08GwodyZsMLQ

Dieser Hobbyking ESC müsste zu dem Motor passen (ebenfalls wassergekühlt):
https://hobbyking.com/de_de/turnigy-aquastar-240a-water-cooled-esc.html

Mir ist noch unklar, ob ich für die Kopplung des Jets mit dem Motor (Kraftübertragung) noch mehr brauche als nur eine dieser Kupplungen (Antriebswelle, Kugellager, etc.). Ich vermute, dass ich damit hinkomme, weil ich davon ausgehe, dass der Jet Antrieb in das Board integriert wird und die Antriebswelle des Jets damit quasi schon im „trockenen Innenraum“ des Boards ist.
https://www.mhz-watercraft.com/zubehoer/526/elastische-kupplung-fuer-jet-58-jet-64?c=111
Das könnte eine gute Alternative sein…
http://www.mayr.com/de/produkte/wellenkupplungen/roba-es
Hier noch elastische Kupplungen aus dem Schiffsmodellbau. Vielleicht eine Alternative zu den Kupplungen von MHZ, um andere Motoren mit dem Jet verbinden zu können.
http://gundert.de/epages/756a8de5-bbe2-4d27-b2c7-3373f4710844.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/756a8de5-bbe2-4d27-b2c7-3373f4710844/Products/4098

Per Zufall bin ich noch auf ein sehr cooles Projekt gestoßen. Das könnte eine echte Alternative zu einem Jetantrieb sein.

 

Der Vorteil dieser Konstruktion ist, dass der Propeller und der Motor komplett unter Wasser betrieben werden. Davon verspreche ich mir zum einen einen deutlich leiseren Betrieb als bei einem Jet mit einem im Board verbauten Motor und zum anderen eine sehr gute Kühlung für den Motor, weil er sich in einem Aluminiumrohr im Wasser befindet. Außerdem ist das eine sehr coole Konstruktion in Fusion 360, die deutlich günstiger ist, als vorgefertigte Antriebe, weil man viele Teile mit dem 3d Drucker selber herstellen kann. Allerdings wird es einiges an Zeit und sicher auch „Trial an Error“ benötigen, bis man einen Antrieb hat, der effizient läuft. Aber was soll’s! Fertigteile zusammenstecken kann doch jeder, oder? 😉

Apropos effizienter Antrieb. Es ist schon eine Wissenschaft für sich, die richtige Kombination aus Motor und Schiffspropeller für einen effizienten Antrieb zu finden. Hier einige Grundlagen zu Durchmesser, Steigung, Schlupf, Neigung, Schub und Drehzahl. Wenn ich den o.g. Antrieb selbst bauen möchte, dann muss ich Motor, Propeller und ggfs. Getriebe gut aufeinander abstimmen. Und zwar mit möglichst wenig „Trial and Error“. Daher kann ein bisschen Theorie für ein paar Berechnungen im Voraus nicht schaden.

Klicke, um auf propeller.pdf zuzugreifen

Klicke, um auf de_marine_br_Propeller-Informationen_und_Auswahl.pdf zuzugreifen

Und hier ein sehr anschaulicher Artikel zum Thema „Propellersteigung selbst ermitteln“:

Klicke, um auf propeller.pdf zuzugreifen

Hier gibt es noch einen Schiffsschhraubenrechner zum Download.

 Propeller – Rechner 

Ich habe erschreckend wenig Ahnung vom Schiffsmodellbau und stehe wie der Ochs vorm Berg vor dem Problem, wie man eine Antriebswelle wasserdicht durch die Außenwand eines Surfbretts bekommt (falls das bei einem Jet Antrieb überhaupt erforderlich ist). Da helfen Websites, die sich dem Thema Schiffsmodellbau gewidmet haben. Die Bereiche rund um die Antriebstechnik sind spannend. Im Forum von „Schiffsmodell.net“ habe ich übrigens den entscheidenden Hinweise auf die Firma MHZ gefunden.

Allerlei Wissenswertes zum Thema Schiffsmodellbau:
1.) http://www.modellskipper.de
2.) http://www.schiffsmodell.net/index.php?/forums/topic/15059-surfboard-mit-antrieb/

Wasserdichte Antriebswellen mit M5 Schraube für den Propeller, falls die Kupplung von oben für die Kraftübertragung nicht ausreicht. Ob die Wellen mit 5mm aber stark genug sind, weiß ich (noch) nicht:
1.) http://www.vogel-modellsport.de/Schiffswelle-M5-kugelgelagert-lg-290mm-RABOESCH-rb301-08.htm?SessionId=&a=article&ProdNr=9-rb301-08
2.) https://shop.strato.de/epages/61433551.sf/de_DE/?ObjectPath=/Shops/61433551/Products/ra30110
3.) http://www.modellbau-peters.de/schiffsmodelle/schiffsmodelle-zubehoer/wellen

3D druckbare Jet Antriebe, wahrscheinlich nicht für diesen Zweck brauchbar, weil für kleinere Modelle konzipiert. Würde aber erheblich Geld sparen, wenn man sie auf die richtige Größe skaliert in ABS druckt und eine geeignete Schraube einsetzt:
1.) https://www.thingiverse.com/thing:2217927
2.) https://www.thingiverse.com/thing:153579

Ein eventuell geeignetes Surfbrett, da gibt es aber bestimmt noch bessere, habe ich bisher kaum recherchiert (eigentlich verrückt :-D):
https://www.ebay-kleinanzeigen.de/s-anzeige/surfbrett-f2-vega/694858629-211-3069

Ich habe noch eine Weile nach einer fertigen, wasserdichten Funkfernsteuerung gesucht und nichts brauchbares gefunden, das man von der Stange kaufen kann. Allerdings gibt es etliche Tipps im Internet, wie man Elektronische Komponenten wasserdicht bekommt, so wie dieses Video hier. Das Zeug, dass sie dort verwenden muss ich mal ausprobieren.

Corrosion-X Heavy Duty: http://amzn.to/1t0bZKl
Corrosion-X Aerosol: http://amzn.to/13FBcTK
Corrosion-X: http://amzn.to/1HEisRN
Turbo Coat: http://amzn.to/1zj8ErV
Und noch ein weiterführender Artikel zum Thema Waterproofing:
http://www.flitetest.com/articles/wat…

Hier noch ein Video von einem Drohnenpiloten, der seine Elektronik für Flüge im Winter wasserdicht gemacht hat. Er hat dazu eine Art flüssiges Silikon verwendet.

https://rover.ebay.com/rover/1/711-53…
Here is the product that I bought: http://amzn.to/2iVkf3j

Und noch ein in Deutschland erhältliches Mittel, das Oberflächen gummiert. Vielleicht etwas um ein Kunststoffgehäuse abzudichten:

Und noch ein Wundermittel, mit dem man Gehäuse abdichten kann. Es nennt sich Hylomar…

… und noch ein anderes, ähnliches Dichtmittel (Curil)…

Klicke, um auf TM_DE_LI211-246948.pdf zuzugreifen

Außerdem gibt es auch wasserdichte Schalter und USB Buchsen. Wichtig, damit man die Funke ein- und ausschalten und den Akku per USB aufladen kann.
http://engelking.de/produkte

Und hier noch der Thread von BadWolf, wie man aus einer GT2B Funke eine kompakte Handfernsteuerung für Longboards (und in wasserdichter Form) für Surfboards baut.
https://endless-sphere.com/forums/viewtopic.php?f=35&t=71922

Ich gehe mal davon aus, dass man mit diesen Techniken, in Kombination mit einem überarbeiteten Gehäuse aus dem 3d Drucker, eine ausreichend wasserdichte Fernsteuerung bauen kann.

Und zuletzt ein großes Schiffsmodell von Hobbyking. Könnte interessant sein, wenn es um die Befestigung von Motoren, Wellen etc. geht (im Sinne einer Vorlage):
https://hobbyking.com/en_us/osprey-brushless-v-hull-r-c-boat-1075mm-hull-w-motor-hardware.html

Wie Ihr seht habe ich ein paar erste Anknüpfungspunkte gefunden, bin aber noch sehr weit von einem fertigen Konzept entfernt. Ein paar Sachverhalte habe ich dabei noch nicht einmal gestreift, z.B. ob ich die Akkus besonders „einpacken“ muss, bzw. wie ich die Hohlräume im Board schaffe und sie wasserdicht versiegeln kann. Ich freue mich über Hinweise und Tipps von Euch, falls Ihr schon praktische Erfahrungen mit so etwas habt. Nutzt dazu gerne die Kommentarfunktion oder schickt mir eine Mail.

Diesen Artikel werde ich in den nächsten Wochen noch erweitern, wenn ich auf neue Aspekte stoße bzw. ein durchgängiges Konzept entwickele. Schaut also gerne ab und zu mal vorbei.